زهرا کرمی، ورودی 98 مهندسی مکانیک
چرا از نانوتکنولوژی استفاده می‌کنیم؟ نانوذرات چه ویژگی‌هایی دارند؟
ویژگی مهم نانوذرات ابعادشان است که بسیار ریز هستند. از آنجایی که در بیوتکنولوژی با ابعاد ریز سروکار داریم، می‌توانیم از نانوذرات استفاده بکنیم.
روش‌های سنتز نانوذرات
سه روش برای سنتر نانوذرات وجود دارد؛ فیزیکی، شیمیایی و زیستی.
دو حالت برای تولید نانوذره داریم؛ حالت بالا به پایین (مواد با ابعاد بزرگ‌تر را به ابعاد نانو درآوریم) و حالت پایین به بالا (اتم‌ها را به هم بچسبانیم و نانوذره بسازیم).
مزیت‌های روش سنتز سبز
کاهش آلودگی / ارزان‌بودن موادی که از آنها برای تولید نانوذره استفاده می‌شود. / تولید انبوه
علاوه‌بر روش‌های ذکرشده، میتوان از دستگاه‌های میکروفلوئیدیک برای تولید نانوذره داخل تراشه استفاده کرد.
روش‌های تشخیص اینکه آیا ماده‌ای که از آن استفاده می‌کنیم، نانوذره دلخواه ما را به‌دست می‌دهد؟
XRD: در این روش برای شناسایی مواد داخل نمونه از اشعه x استفاده می‌شود.
FTIR: در این روش، طیفی به نمونه می‌تابانیم که طول‌موج‌هایی از آن را جذب می‌کند. با توجه به اینکه هر طول موج نشان‌دهنده‌ی نوع خاصی از پیوند است، میتوان مواد داخل نمونه را شناسایی کرد.
FESEM / SEM / TEM: این تست‌ها، تصویری میکروسکوپی از نمونه به ما می‌دهند.
EDS: به وسیله‌ی این تست می‌توانیم عنصرهایی که داخل نمونه وجود دارد را شناسایی کنیم.
DLS: به وسیله این تست می‌توانیم بفهمیم نمونه ما چه ابعادی دارد.
تفاوت نانوفلویدها و نانوفلوئیدیک‌ها
نانوفلوئیدیک‌ها کانال‌هایی در ابعاد نانو هستند که میتوان از آنها برای مطالعه‌ی DNAها استفاده کرد.
نانوفلویدها از توزیع نانوذرات در یک سیال پایه حاصل می‌شوند. نانوفلویدها در یک روش دومرحله‌ای سنتز می‌شوند؛ به این شکل که نانوذرات در یک سیال پایه توزیع می‌شوند. مسئله اصلی این است که این توزیع چقدر ماندگار است و تا چه زمان میتوان از آن استفاده کرد بدون اینکه نانوذراتش ته‌نشین بشوند.
تست Zeta potential بار سطحی روی نانوذرات را اندازه‌گیری می‌کند. هرچه بار سطحی روی سطح نانوذرات بیشتر باشد، دافعه‌ی بین آنها بیشتر است. این باعث می‌شود که ذرات به هم نچسند و به صورت توده درنیایند و ته‌نشین نشوند. اگر میزان بار سطحی کمتر ازmv 30- یا بیشتر از mv30 باشد، ذرات برای مدت طولانی‌تری توزیع‌شده می‌مانند و در نتیجه ما می‌توانیم یک نانوسیال پایدار داشته باشیم.
چگونه می‌توانیم این پایداری را افزایش دهیم؟
Surfactants: باعث می‌شوند بار سطحی نانوذرات و دافعه‌ی بین آنها بیشتر شود.
Ultrasonic: (روش حمامی) ظرف حاوی محلول را داخل یک حجمی از آب قرار می‌دهند و موج‌های آلتراسونیک را به آن می‌تابانند.
کاربرد نانوذرات در دستگاه‌های میکروفلوئیدیکی
· افزایش بازدهی انتقال حرارت
1. PCR (Polymerized Chain Reaction)
2. Coating gold nanoparticles
· دینامیک سیالات
1. تولید قطره
2. تجمع سلولی داخل دراپلت‌ها
· کاربردهای زیستی (مهندسی بافت)
برای بهتر کردن عملکرد بافت‌های مختلف مثل بافت‌های استخوان، غضروف و پوست از نانوذرات استفاده می‌شود.
تومور بر روی تراشه
دارای دو بخش است:
مطالعه‌ی داروها و مهاجرت سلول‌های سرطانی
باید تراشه‌ی میکروفلوئیدیک را شبیه‌سازی و طراحی بکنیم. سپس آن را بسازیم و تست‌های تکمیلی را انجام دهیم.
در تصویر زیر یک دستگاه را مشاهده می‌کنید که به وسیله آن می‌توانیم یک مولد تولید دستگاه میکروفلوئیدیک در تعداد بالا بسازیم.
